專利名稱：一種地質(zhì)體特性物探測量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地質(zhì)勘探方法，尤其涉及一種地質(zhì)體特性物探測量的方法。
背景技術(shù)：
地質(zhì)體特性的物探(地球物理勘探的簡稱)測量是了解地質(zhì)體特性的一種重要方法，它可以幫助我們探測出滑坡體內(nèi)層理、節(jié)理等的裂隙分布情況，這對(duì)于滑坡的預(yù)測、預(yù)報(bào)是非常有意義的。
現(xiàn)有的物探方法通常是在地質(zhì)體上設(shè)置震源，用探測器接受震源的震動(dòng)波，再對(duì)這些波進(jìn)行記錄和處理來獲得地質(zhì)體結(jié)構(gòu)信息，目前主要有兩種方法，一種是直接在地質(zhì)體表面引爆炸藥作為震源，第二種是通過打孔等方式將炸藥設(shè)置在地質(zhì)體內(nèi)，再進(jìn)行引爆作為震源。但這兩種方法都有明顯的缺陷，對(duì)于第一種方法，由于炸藥直接暴露在空氣中，大部分震動(dòng)能量都在空氣中傳播消耗掉了，爆炸載荷不準(zhǔn)確，結(jié)果是使用了較大的炸藥量，而作用于地質(zhì)體的載荷卻不大，探測器無法采集到足夠的數(shù)據(jù)，另外，在空氣中爆炸會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。對(duì)于第二種方法，由于炸藥與巖體相互作用時(shí)，巖體吸收爆炸能量的隨機(jī)性較大，用于產(chǎn)生爆破地震的能量更不容易確定，另外，由于爆炸作用對(duì)周圍巖體的破壞，在同一地點(diǎn)不可能再進(jìn)行相同條件下的重復(fù)試驗(yàn)，又因?yàn)閹r體的結(jié)構(gòu)千差萬別，因此試驗(yàn)的重復(fù)性較差，更不容易把握用爆炸的方法探測地質(zhì)體特性的規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠較準(zhǔn)確地給出震源的作用形式和能量的大小，且試驗(yàn)重復(fù)性好的一種地質(zhì)體特性物探測量的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明地質(zhì)體特性物探測量的方法如下①在地質(zhì)體的震源位置設(shè)置一鋼制無底圓桶；②在鋼制無底圓桶桶底設(shè)置一層柔性不透水材料；③向鋼制無底圓桶內(nèi)注滿水；④將炸藥包懸吊在桶內(nèi)水中適當(dāng)高度進(jìn)行引爆；
⑤用探測器接受震源的震動(dòng)波，并進(jìn)行記錄和處理來獲得地質(zhì)體結(jié)構(gòu)信息。
進(jìn)一步地，所述鋼制無底圓桶和地質(zhì)體之間設(shè)置有鉚固裝置。
進(jìn)一步地，所述柔性不透水材料為塑料薄膜或橡膠制薄膜或其它防水織物。
將炸藥包放置在鋼制圓筒的水中引爆，爆炸產(chǎn)生的震動(dòng)波會(huì)在鋼制圓桶的限定下在水中向桶底傳播，向桶底傳播的震動(dòng)波穿透柔性材料傳入所研究的地質(zhì)體中，載荷集中，能量大小容易確定，不會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，同時(shí)不會(huì)破壞地質(zhì)體結(jié)構(gòu)，同一地點(diǎn)可進(jìn)行相同條件下的多次重復(fù)試驗(yàn)。


圖1為本方法中震源的設(shè)置示意圖；圖2為鋼制無底圓桶通過鉚釘和繩索與地質(zhì)體相固定的示意圖；圖3為鋼制無底圓桶通過鉚樁與地質(zhì)體相固定的示意圖；圖4為在地質(zhì)體震源表面直接鋪設(shè)柔性不透水薄膜的示意圖；圖5為一次試驗(yàn)中加速度傳感器測得的波形；圖6為相同條件下另一次試驗(yàn)中加速度傳感器測得的波形。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，先經(jīng)勘探、測量確定地質(zhì)體的震源位置，為使震動(dòng)波更好的傳入地質(zhì)體中，可將震源位置的地質(zhì)體表面鏟平，其面積與鋼制無底圓桶1的橫截面相當(dāng)或大于鋼制無底圓桶橫截面，再將鋼制無底圓桶1垂直放置在鏟平的表面上，鋼制無底圓桶1的直徑、高度及厚度視爆炸能量而定，炸藥包4直徑大，則鋼制無底圓桶的直徑和高度也大，炸藥包4直徑小，鋼制無底圓桶的直徑和高度也小，即鋼制無底圓桶要有足夠的強(qiáng)度不會(huì)爆裂即可，因此圓桶也可由其它能滿足使用要求的材料制成，如混凝土管道；為使圓桶在爆炸過程中不致傾斜和移動(dòng)，可用固位裝置將圓桶與巖體相固定，這里，我們在圓桶的外周邊對(duì)稱設(shè)置若干套環(huán)5，如圖2所示，再用鉚樁7和繩索6通過套環(huán)5將鋼制無底圓桶1與地質(zhì)體相固定，當(dāng)然也可在鋼制無底圓桶1的底部設(shè)置若干插樁8，直接插入巖體中，如圖3所示；把鋼制無底圓桶1固定好后，再將一與圓桶內(nèi)腔相匹配的塑料袋或橡膠袋2套裝在桶內(nèi)并撫平，使塑料袋與桶壁和地質(zhì)體表面接觸良好，如圖2所示，也可采用如圖4所示的方式，先在鏟平的地質(zhì)體表面鋪設(shè)一層塑料或橡膠薄膜9，再將鋼制無底圓桶1放置在薄膜9上；然后向桶內(nèi)注滿水，用一橫支架3和線將炸藥包4沿圓桶中心線懸吊在水中。
當(dāng)上述工作準(zhǔn)備就緒后，再在地質(zhì)體上或地質(zhì)體內(nèi)的合理位置設(shè)置若干探測器，然后引爆炸藥，之后探測器將接收震源的震動(dòng)波，并按現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這些震動(dòng)波進(jìn)行記錄和處理來獲得地質(zhì)體結(jié)構(gòu)信息。使用時(shí)，圓筒可以放置在地質(zhì)體的表面，也可以通過打孔等方式放置在地質(zhì)體內(nèi)，放置在地質(zhì)體內(nèi)時(shí)，也要使圓筒放置在鉆孔的底面上，以使炸藥能量能從底面有效地傳到地質(zhì)體中。
在試驗(yàn)中，鋼制圓筒的直徑和高度都是80厘米，兩次爆炸采用相同藥量的藥包，藥包質(zhì)量為50克，藥包距測點(diǎn)的距離為5米，兩次試驗(yàn)中加速度傳感器測到的波形如圖5、圖6所示，在藥量相同的條件下，在同一地點(diǎn)所測到的不同次試驗(yàn)中的加速度波形是非常一致的，第一次脈沖的波形、峰值幾乎完全一致，第二次脈沖也比較相似，兩次脈沖之間的時(shí)間間隔都是0.05秒，也就是說，在不同次的試驗(yàn)中，如果藥量相同，則震源的作用形式比較一致，震源的能量大小也是一致的，這樣就可以保證試驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性，從而可以得到更可靠、更穩(wěn)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種地質(zhì)體特性物探測量的方法，其步驟如下①在地質(zhì)體的震源位置設(shè)置一鋼制無底圓桶；②在鋼制無底圓桶桶底設(shè)置一層柔性不透水材料；③向鋼制無底圓桶內(nèi)注滿水；④將炸藥包懸吊在桶內(nèi)水中適當(dāng)高度進(jìn)行引爆；⑤用探測器接受震源的震動(dòng)波，并進(jìn)行記錄和處理來獲得地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。
2.如權(quán)力要求1所述的一種地質(zhì)體特性物探測量的方法，其特征在于，所述鋼制無底圓桶和地質(zhì)體之間設(shè)置有鉚固裝置。
3.如權(quán)力要求1所述的一種地質(zhì)體特性物探測量的方法，其特征在于，所述柔性不透水材料為塑料薄膜或橡膠制薄膜或其它防水織物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地質(zhì)體特性物探測量的方法，本方法先在地質(zhì)體的震源位置設(shè)置一鋼制無底圓桶，再在鋼制無底圓桶桶底設(shè)置一層柔性不透水材料，向鋼制無底圓桶內(nèi)注滿水，然后將炸藥包放置在桶內(nèi)水中一定高度處進(jìn)行引爆，用探測器接受震源的震動(dòng)波，并進(jìn)行記錄和處理來獲得地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。將炸藥包放置在鋼制圓筒的水中引爆，爆炸產(chǎn)生的震動(dòng)波會(huì)在鋼制圓桶的限定下在水中向桶底傳播，向桶底傳播的震動(dòng)波穿透柔性不透水材料傳入所研究的地質(zhì)體中，載荷集中，能量大小容易確定，不會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，同時(shí)不會(huì)破壞地質(zhì)體結(jié)構(gòu)，同一地點(diǎn)可進(jìn)行相同條件下的多次重復(fù)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01V1/02GK1564023SQ200410030730
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者李世海, 孟祥躍, 田振農(nóng) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所